]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - include/linux/lockdep.h
Merge branch 'overlayfs-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mszer...
[karo-tx-linux.git] / include / linux / lockdep.h
1 /*
2  * Runtime locking correctness validator
3  *
4  *  Copyright (C) 2006,2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
6  *
7  * see Documentation/locking/lockdep-design.txt for more details.
8  */
9 #ifndef __LINUX_LOCKDEP_H
10 #define __LINUX_LOCKDEP_H
11
12 struct task_struct;
13 struct lockdep_map;
14
15 /* for sysctl */
16 extern int prove_locking;
17 extern int lock_stat;
18
19 #define MAX_LOCKDEP_SUBCLASSES          8UL
20
21 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
22
23 #include <linux/linkage.h>
24 #include <linux/list.h>
25 #include <linux/debug_locks.h>
26 #include <linux/stacktrace.h>
27
28 /*
29  * We'd rather not expose kernel/lockdep_states.h this wide, but we do need
30  * the total number of states... :-(
31  */
32 #define XXX_LOCK_USAGE_STATES           (1+3*4)
33
34 /*
35  * NR_LOCKDEP_CACHING_CLASSES ... Number of classes
36  * cached in the instance of lockdep_map
37  *
38  * Currently main class (subclass == 0) and signle depth subclass
39  * are cached in lockdep_map. This optimization is mainly targeting
40  * on rq->lock. double_rq_lock() acquires this highly competitive with
41  * single depth.
42  */
43 #define NR_LOCKDEP_CACHING_CLASSES      2
44
45 /*
46  * Lock-classes are keyed via unique addresses, by embedding the
47  * lockclass-key into the kernel (or module) .data section. (For
48  * static locks we use the lock address itself as the key.)
49  */
50 struct lockdep_subclass_key {
51         char __one_byte;
52 } __attribute__ ((__packed__));
53
54 struct lock_class_key {
55         struct lockdep_subclass_key     subkeys[MAX_LOCKDEP_SUBCLASSES];
56 };
57
58 extern struct lock_class_key __lockdep_no_validate__;
59
60 #define LOCKSTAT_POINTS         4
61
62 /*
63  * The lock-class itself:
64  */
65 struct lock_class {
66         /*
67          * class-hash:
68          */
69         struct hlist_node               hash_entry;
70
71         /*
72          * global list of all lock-classes:
73          */
74         struct list_head                lock_entry;
75
76         struct lockdep_subclass_key     *key;
77         unsigned int                    subclass;
78         unsigned int                    dep_gen_id;
79
80         /*
81          * IRQ/softirq usage tracking bits:
82          */
83         unsigned long                   usage_mask;
84         struct stack_trace              usage_traces[XXX_LOCK_USAGE_STATES];
85
86         /*
87          * These fields represent a directed graph of lock dependencies,
88          * to every node we attach a list of "forward" and a list of
89          * "backward" graph nodes.
90          */
91         struct list_head                locks_after, locks_before;
92
93         /*
94          * Generation counter, when doing certain classes of graph walking,
95          * to ensure that we check one node only once:
96          */
97         unsigned int                    version;
98
99         /*
100          * Statistics counter:
101          */
102         unsigned long                   ops;
103
104         const char                      *name;
105         int                             name_version;
106
107 #ifdef CONFIG_LOCK_STAT
108         unsigned long                   contention_point[LOCKSTAT_POINTS];
109         unsigned long                   contending_point[LOCKSTAT_POINTS];
110 #endif
111 };
112
113 #ifdef CONFIG_LOCK_STAT
114 struct lock_time {
115         s64                             min;
116         s64                             max;
117         s64                             total;
118         unsigned long                   nr;
119 };
120
121 enum bounce_type {
122         bounce_acquired_write,
123         bounce_acquired_read,
124         bounce_contended_write,
125         bounce_contended_read,
126         nr_bounce_types,
127
128         bounce_acquired = bounce_acquired_write,
129         bounce_contended = bounce_contended_write,
130 };
131
132 struct lock_class_stats {
133         unsigned long                   contention_point[LOCKSTAT_POINTS];
134         unsigned long                   contending_point[LOCKSTAT_POINTS];
135         struct lock_time                read_waittime;
136         struct lock_time                write_waittime;
137         struct lock_time                read_holdtime;
138         struct lock_time                write_holdtime;
139         unsigned long                   bounces[nr_bounce_types];
140 };
141
142 struct lock_class_stats lock_stats(struct lock_class *class);
143 void clear_lock_stats(struct lock_class *class);
144 #endif
145
146 /*
147  * Map the lock object (the lock instance) to the lock-class object.
148  * This is embedded into specific lock instances:
149  */
150 struct lockdep_map {
151         struct lock_class_key           *key;
152         struct lock_class               *class_cache[NR_LOCKDEP_CACHING_CLASSES];
153         const char                      *name;
154 #ifdef CONFIG_LOCK_STAT
155         int                             cpu;
156         unsigned long                   ip;
157 #endif
158 };
159
160 static inline void lockdep_copy_map(struct lockdep_map *to,
161                                     struct lockdep_map *from)
162 {
163         int i;
164
165         *to = *from;
166         /*
167          * Since the class cache can be modified concurrently we could observe
168          * half pointers (64bit arch using 32bit copy insns). Therefore clear
169          * the caches and take the performance hit.
170          *
171          * XXX it doesn't work well with lockdep_set_class_and_subclass(), since
172          *     that relies on cache abuse.
173          */
174         for (i = 0; i < NR_LOCKDEP_CACHING_CLASSES; i++)
175                 to->class_cache[i] = NULL;
176 }
177
178 /*
179  * Every lock has a list of other locks that were taken after it.
180  * We only grow the list, never remove from it:
181  */
182 struct lock_list {
183         struct list_head                entry;
184         struct lock_class               *class;
185         struct stack_trace              trace;
186         int                             distance;
187
188         /*
189          * The parent field is used to implement breadth-first search, and the
190          * bit 0 is reused to indicate if the lock has been accessed in BFS.
191          */
192         struct lock_list                *parent;
193 };
194
195 /*
196  * We record lock dependency chains, so that we can cache them:
197  */
198 struct lock_chain {
199         /* see BUILD_BUG_ON()s in lookup_chain_cache() */
200         unsigned int                    irq_context :  2,
201                                         depth       :  6,
202                                         base        : 24;
203         /* 4 byte hole */
204         struct hlist_node               entry;
205         u64                             chain_key;
206 };
207
208 #define MAX_LOCKDEP_KEYS_BITS           13
209 /*
210  * Subtract one because we offset hlock->class_idx by 1 in order
211  * to make 0 mean no class. This avoids overflowing the class_idx
212  * bitfield and hitting the BUG in hlock_class().
213  */
214 #define MAX_LOCKDEP_KEYS                ((1UL << MAX_LOCKDEP_KEYS_BITS) - 1)
215
216 struct held_lock {
217         /*
218          * One-way hash of the dependency chain up to this point. We
219          * hash the hashes step by step as the dependency chain grows.
220          *
221          * We use it for dependency-caching and we skip detection
222          * passes and dependency-updates if there is a cache-hit, so
223          * it is absolutely critical for 100% coverage of the validator
224          * to have a unique key value for every unique dependency path
225          * that can occur in the system, to make a unique hash value
226          * as likely as possible - hence the 64-bit width.
227          *
228          * The task struct holds the current hash value (initialized
229          * with zero), here we store the previous hash value:
230          */
231         u64                             prev_chain_key;
232         unsigned long                   acquire_ip;
233         struct lockdep_map              *instance;
234         struct lockdep_map              *nest_lock;
235 #ifdef CONFIG_LOCK_STAT
236         u64                             waittime_stamp;
237         u64                             holdtime_stamp;
238 #endif
239         unsigned int                    class_idx:MAX_LOCKDEP_KEYS_BITS;
240         /*
241          * The lock-stack is unified in that the lock chains of interrupt
242          * contexts nest ontop of process context chains, but we 'separate'
243          * the hashes by starting with 0 if we cross into an interrupt
244          * context, and we also keep do not add cross-context lock
245          * dependencies - the lock usage graph walking covers that area
246          * anyway, and we'd just unnecessarily increase the number of
247          * dependencies otherwise. [Note: hardirq and softirq contexts
248          * are separated from each other too.]
249          *
250          * The following field is used to detect when we cross into an
251          * interrupt context:
252          */
253         unsigned int irq_context:2; /* bit 0 - soft, bit 1 - hard */
254         unsigned int trylock:1;                                         /* 16 bits */
255
256         unsigned int read:2;        /* see lock_acquire() comment */
257         unsigned int check:1;       /* see lock_acquire() comment */
258         unsigned int hardirqs_off:1;
259         unsigned int references:12;                                     /* 32 bits */
260         unsigned int pin_count;
261 };
262
263 /*
264  * Initialization, self-test and debugging-output methods:
265  */
266 extern void lockdep_info(void);
267 extern void lockdep_reset(void);
268 extern void lockdep_reset_lock(struct lockdep_map *lock);
269 extern void lockdep_free_key_range(void *start, unsigned long size);
270 extern asmlinkage void lockdep_sys_exit(void);
271
272 extern void lockdep_off(void);
273 extern void lockdep_on(void);
274
275 /*
276  * These methods are used by specific locking variants (spinlocks,
277  * rwlocks, mutexes and rwsems) to pass init/acquire/release events
278  * to lockdep:
279  */
280
281 extern void lockdep_init_map(struct lockdep_map *lock, const char *name,
282                              struct lock_class_key *key, int subclass);
283
284 /*
285  * To initialize a lockdep_map statically use this macro.
286  * Note that _name must not be NULL.
287  */
288 #define STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT(_name, _key) \
289         { .name = (_name), .key = (void *)(_key), }
290
291 /*
292  * Reinitialize a lock key - for cases where there is special locking or
293  * special initialization of locks so that the validator gets the scope
294  * of dependencies wrong: they are either too broad (they need a class-split)
295  * or they are too narrow (they suffer from a false class-split):
296  */
297 #define lockdep_set_class(lock, key) \
298                 lockdep_init_map(&(lock)->dep_map, #key, key, 0)
299 #define lockdep_set_class_and_name(lock, key, name) \
300                 lockdep_init_map(&(lock)->dep_map, name, key, 0)
301 #define lockdep_set_class_and_subclass(lock, key, sub) \
302                 lockdep_init_map(&(lock)->dep_map, #key, key, sub)
303 #define lockdep_set_subclass(lock, sub) \
304                 lockdep_init_map(&(lock)->dep_map, #lock, \
305                                  (lock)->dep_map.key, sub)
306
307 #define lockdep_set_novalidate_class(lock) \
308         lockdep_set_class_and_name(lock, &__lockdep_no_validate__, #lock)
309 /*
310  * Compare locking classes
311  */
312 #define lockdep_match_class(lock, key) lockdep_match_key(&(lock)->dep_map, key)
313
314 static inline int lockdep_match_key(struct lockdep_map *lock,
315                                     struct lock_class_key *key)
316 {
317         return lock->key == key;
318 }
319
320 /*
321  * Acquire a lock.
322  *
323  * Values for "read":
324  *
325  *   0: exclusive (write) acquire
326  *   1: read-acquire (no recursion allowed)
327  *   2: read-acquire with same-instance recursion allowed
328  *
329  * Values for check:
330  *
331  *   0: simple checks (freeing, held-at-exit-time, etc.)
332  *   1: full validation
333  */
334 extern void lock_acquire(struct lockdep_map *lock, unsigned int subclass,
335                          int trylock, int read, int check,
336                          struct lockdep_map *nest_lock, unsigned long ip);
337
338 extern void lock_release(struct lockdep_map *lock, int nested,
339                          unsigned long ip);
340
341 /*
342  * Same "read" as for lock_acquire(), except -1 means any.
343  */
344 extern int lock_is_held_type(struct lockdep_map *lock, int read);
345
346 static inline int lock_is_held(struct lockdep_map *lock)
347 {
348         return lock_is_held_type(lock, -1);
349 }
350
351 #define lockdep_is_held(lock)           lock_is_held(&(lock)->dep_map)
352 #define lockdep_is_held_type(lock, r)   lock_is_held_type(&(lock)->dep_map, (r))
353
354 extern void lock_set_class(struct lockdep_map *lock, const char *name,
355                            struct lock_class_key *key, unsigned int subclass,
356                            unsigned long ip);
357
358 static inline void lock_set_subclass(struct lockdep_map *lock,
359                 unsigned int subclass, unsigned long ip)
360 {
361         lock_set_class(lock, lock->name, lock->key, subclass, ip);
362 }
363
364 extern void lock_downgrade(struct lockdep_map *lock, unsigned long ip);
365
366 extern void lockdep_set_current_reclaim_state(gfp_t gfp_mask);
367 extern void lockdep_clear_current_reclaim_state(void);
368 extern void lockdep_trace_alloc(gfp_t mask);
369
370 struct pin_cookie { unsigned int val; };
371
372 #define NIL_COOKIE (struct pin_cookie){ .val = 0U, }
373
374 extern struct pin_cookie lock_pin_lock(struct lockdep_map *lock);
375 extern void lock_repin_lock(struct lockdep_map *lock, struct pin_cookie);
376 extern void lock_unpin_lock(struct lockdep_map *lock, struct pin_cookie);
377
378 # define INIT_LOCKDEP                           .lockdep_recursion = 0, .lockdep_reclaim_gfp = 0,
379
380 #define lockdep_depth(tsk)      (debug_locks ? (tsk)->lockdep_depth : 0)
381
382 #define lockdep_assert_held(l)  do {                            \
383                 WARN_ON(debug_locks && !lockdep_is_held(l));    \
384         } while (0)
385
386 #define lockdep_assert_held_exclusive(l)        do {                    \
387                 WARN_ON(debug_locks && !lockdep_is_held_type(l, 0));    \
388         } while (0)
389
390 #define lockdep_assert_held_read(l)     do {                            \
391                 WARN_ON(debug_locks && !lockdep_is_held_type(l, 1));    \
392         } while (0)
393
394 #define lockdep_assert_held_once(l)     do {                            \
395                 WARN_ON_ONCE(debug_locks && !lockdep_is_held(l));       \
396         } while (0)
397
398 #define lockdep_recursing(tsk)  ((tsk)->lockdep_recursion)
399
400 #define lockdep_pin_lock(l)     lock_pin_lock(&(l)->dep_map)
401 #define lockdep_repin_lock(l,c) lock_repin_lock(&(l)->dep_map, (c))
402 #define lockdep_unpin_lock(l,c) lock_unpin_lock(&(l)->dep_map, (c))
403
404 #else /* !CONFIG_LOCKDEP */
405
406 static inline void lockdep_off(void)
407 {
408 }
409
410 static inline void lockdep_on(void)
411 {
412 }
413
414 # define lock_acquire(l, s, t, r, c, n, i)      do { } while (0)
415 # define lock_release(l, n, i)                  do { } while (0)
416 # define lock_downgrade(l, i)                   do { } while (0)
417 # define lock_set_class(l, n, k, s, i)          do { } while (0)
418 # define lock_set_subclass(l, s, i)             do { } while (0)
419 # define lockdep_set_current_reclaim_state(g)   do { } while (0)
420 # define lockdep_clear_current_reclaim_state()  do { } while (0)
421 # define lockdep_trace_alloc(g)                 do { } while (0)
422 # define lockdep_info()                         do { } while (0)
423 # define lockdep_init_map(lock, name, key, sub) \
424                 do { (void)(name); (void)(key); } while (0)
425 # define lockdep_set_class(lock, key)           do { (void)(key); } while (0)
426 # define lockdep_set_class_and_name(lock, key, name) \
427                 do { (void)(key); (void)(name); } while (0)
428 #define lockdep_set_class_and_subclass(lock, key, sub) \
429                 do { (void)(key); } while (0)
430 #define lockdep_set_subclass(lock, sub)         do { } while (0)
431
432 #define lockdep_set_novalidate_class(lock) do { } while (0)
433
434 /*
435  * We don't define lockdep_match_class() and lockdep_match_key() for !LOCKDEP
436  * case since the result is not well defined and the caller should rather
437  * #ifdef the call himself.
438  */
439
440 # define INIT_LOCKDEP
441 # define lockdep_reset()                do { debug_locks = 1; } while (0)
442 # define lockdep_free_key_range(start, size)    do { } while (0)
443 # define lockdep_sys_exit()                     do { } while (0)
444 /*
445  * The class key takes no space if lockdep is disabled:
446  */
447 struct lock_class_key { };
448
449 #define lockdep_depth(tsk)      (0)
450
451 #define lockdep_is_held_type(l, r)              (1)
452
453 #define lockdep_assert_held(l)                  do { (void)(l); } while (0)
454 #define lockdep_assert_held_exclusive(l)        do { (void)(l); } while (0)
455 #define lockdep_assert_held_read(l)             do { (void)(l); } while (0)
456 #define lockdep_assert_held_once(l)             do { (void)(l); } while (0)
457
458 #define lockdep_recursing(tsk)                  (0)
459
460 struct pin_cookie { };
461
462 #define NIL_COOKIE (struct pin_cookie){ }
463
464 #define lockdep_pin_lock(l)                     ({ struct pin_cookie cookie; cookie; })
465 #define lockdep_repin_lock(l, c)                do { (void)(l); (void)(c); } while (0)
466 #define lockdep_unpin_lock(l, c)                do { (void)(l); (void)(c); } while (0)
467
468 #endif /* !LOCKDEP */
469
470 #ifdef CONFIG_LOCK_STAT
471
472 extern void lock_contended(struct lockdep_map *lock, unsigned long ip);
473 extern void lock_acquired(struct lockdep_map *lock, unsigned long ip);
474
475 #define LOCK_CONTENDED(_lock, try, lock)                        \
476 do {                                                            \
477         if (!try(_lock)) {                                      \
478                 lock_contended(&(_lock)->dep_map, _RET_IP_);    \
479                 lock(_lock);                                    \
480         }                                                       \
481         lock_acquired(&(_lock)->dep_map, _RET_IP_);                     \
482 } while (0)
483
484 #define LOCK_CONTENDED_RETURN(_lock, try, lock)                 \
485 ({                                                              \
486         int ____err = 0;                                        \
487         if (!try(_lock)) {                                      \
488                 lock_contended(&(_lock)->dep_map, _RET_IP_);    \
489                 ____err = lock(_lock);                          \
490         }                                                       \
491         if (!____err)                                           \
492                 lock_acquired(&(_lock)->dep_map, _RET_IP_);     \
493         ____err;                                                \
494 })
495
496 #else /* CONFIG_LOCK_STAT */
497
498 #define lock_contended(lockdep_map, ip) do {} while (0)
499 #define lock_acquired(lockdep_map, ip) do {} while (0)
500
501 #define LOCK_CONTENDED(_lock, try, lock) \
502         lock(_lock)
503
504 #define LOCK_CONTENDED_RETURN(_lock, try, lock) \
505         lock(_lock)
506
507 #endif /* CONFIG_LOCK_STAT */
508
509 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
510
511 /*
512  * On lockdep we dont want the hand-coded irq-enable of
513  * _raw_*_lock_flags() code, because lockdep assumes
514  * that interrupts are not re-enabled during lock-acquire:
515  */
516 #define LOCK_CONTENDED_FLAGS(_lock, try, lock, lockfl, flags) \
517         LOCK_CONTENDED((_lock), (try), (lock))
518
519 #else /* CONFIG_LOCKDEP */
520
521 #define LOCK_CONTENDED_FLAGS(_lock, try, lock, lockfl, flags) \
522         lockfl((_lock), (flags))
523
524 #endif /* CONFIG_LOCKDEP */
525
526 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
527 extern void print_irqtrace_events(struct task_struct *curr);
528 #else
529 static inline void print_irqtrace_events(struct task_struct *curr)
530 {
531 }
532 #endif
533
534 /*
535  * For trivial one-depth nesting of a lock-class, the following
536  * global define can be used. (Subsystems with multiple levels
537  * of nesting should define their own lock-nesting subclasses.)
538  */
539 #define SINGLE_DEPTH_NESTING                    1
540
541 /*
542  * Map the dependency ops to NOP or to real lockdep ops, depending
543  * on the per lock-class debug mode:
544  */
545
546 #define lock_acquire_exclusive(l, s, t, n, i)           lock_acquire(l, s, t, 0, 1, n, i)
547 #define lock_acquire_shared(l, s, t, n, i)              lock_acquire(l, s, t, 1, 1, n, i)
548 #define lock_acquire_shared_recursive(l, s, t, n, i)    lock_acquire(l, s, t, 2, 1, n, i)
549
550 #define spin_acquire(l, s, t, i)                lock_acquire_exclusive(l, s, t, NULL, i)
551 #define spin_acquire_nest(l, s, t, n, i)        lock_acquire_exclusive(l, s, t, n, i)
552 #define spin_release(l, n, i)                   lock_release(l, n, i)
553
554 #define rwlock_acquire(l, s, t, i)              lock_acquire_exclusive(l, s, t, NULL, i)
555 #define rwlock_acquire_read(l, s, t, i)         lock_acquire_shared_recursive(l, s, t, NULL, i)
556 #define rwlock_release(l, n, i)                 lock_release(l, n, i)
557
558 #define seqcount_acquire(l, s, t, i)            lock_acquire_exclusive(l, s, t, NULL, i)
559 #define seqcount_acquire_read(l, s, t, i)       lock_acquire_shared_recursive(l, s, t, NULL, i)
560 #define seqcount_release(l, n, i)               lock_release(l, n, i)
561
562 #define mutex_acquire(l, s, t, i)               lock_acquire_exclusive(l, s, t, NULL, i)
563 #define mutex_acquire_nest(l, s, t, n, i)       lock_acquire_exclusive(l, s, t, n, i)
564 #define mutex_release(l, n, i)                  lock_release(l, n, i)
565
566 #define rwsem_acquire(l, s, t, i)               lock_acquire_exclusive(l, s, t, NULL, i)
567 #define rwsem_acquire_nest(l, s, t, n, i)       lock_acquire_exclusive(l, s, t, n, i)
568 #define rwsem_acquire_read(l, s, t, i)          lock_acquire_shared(l, s, t, NULL, i)
569 #define rwsem_release(l, n, i)                  lock_release(l, n, i)
570
571 #define lock_map_acquire(l)                     lock_acquire_exclusive(l, 0, 0, NULL, _THIS_IP_)
572 #define lock_map_acquire_read(l)                lock_acquire_shared_recursive(l, 0, 0, NULL, _THIS_IP_)
573 #define lock_map_acquire_tryread(l)             lock_acquire_shared_recursive(l, 0, 1, NULL, _THIS_IP_)
574 #define lock_map_release(l)                     lock_release(l, 1, _THIS_IP_)
575
576 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
577 # define might_lock(lock)                                               \
578 do {                                                                    \
579         typecheck(struct lockdep_map *, &(lock)->dep_map);              \
580         lock_acquire(&(lock)->dep_map, 0, 0, 0, 1, NULL, _THIS_IP_);    \
581         lock_release(&(lock)->dep_map, 0, _THIS_IP_);                   \
582 } while (0)
583 # define might_lock_read(lock)                                          \
584 do {                                                                    \
585         typecheck(struct lockdep_map *, &(lock)->dep_map);              \
586         lock_acquire(&(lock)->dep_map, 0, 0, 1, 1, NULL, _THIS_IP_);    \
587         lock_release(&(lock)->dep_map, 0, _THIS_IP_);                   \
588 } while (0)
589 #else
590 # define might_lock(lock) do { } while (0)
591 # define might_lock_read(lock) do { } while (0)
592 #endif
593
594 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
595 void lockdep_rcu_suspicious(const char *file, const int line, const char *s);
596 #else
597 static inline void
598 lockdep_rcu_suspicious(const char *file, const int line, const char *s)
599 {
600 }
601 #endif
602
603 #endif /* __LINUX_LOCKDEP_H */